共价有机框架膜的双模式酸传感设计与光热性能探索

针对可循环使用COFs膜制备难题，山东科研团队通过静电纺丝-溶剂热原位生长技术，成功构建Dma-TAPT纤维膜，实现酸的双模式（荧光/比色）检测及智能手机可视化分析，并揭示甲氧基与H+作用机制。该膜酸化后光热效率提升17.4%，为可回收pH传感器设计提供新思路。

　　

在环境监测和生物医学领域，酸性物质的精准检测至关重要。传统方法如pH试纸易受氧化剂干扰，而纳米级共价有机框架(COFs)粉末虽具备优异传感性能，却面临回收困难、膜材料稳定性差等瓶颈。如何开发兼具高灵敏度、可重复使用且易于集成的酸传感材料，成为当前研究的痛点。

针对这一挑战，山东某研究团队在《Talanta》发表创新成果。研究人员巧妙选用2,5-二甲氧基对苯二甲醛(Dma)与三(4-氨基苯基)三嗪(TAPT)为单体，通过静电纺丝结合溶剂热原位生长技术，成功制备出结晶度高、结构均一的Dma-TAPT纤维膜。该研究突破传统COFs膜制备的局限，不仅实现酸的双模式检测，还意外发现材料酸化后的光热增效现象。

关键技术包括：1）优化静电纺丝参数（电压25kV/-2kV，纺距15cm）；2）溶剂热原位构建亚胺键连接的COFs骨架；3）结合密度泛函理论(DFT)计算阐明甲氧基质子化机制；4）搭建智能手机RGB分析平台实现现场检测。

【Characterization of the Dma-TAPT fiber membranes】
XRD与¹³C NMR证实材料具有β-酮烯胺结构，SEM显示纤维直径约800nm且表面均匀负载COFs纳米片。XPS谱图中O1s结合能位移证实甲氧基的孤对电子参与质子结合。

【Dual-mode acid sensing performance】
在pH=2条件下，膜材料荧光强度骤降82%，经NaOH处理可完全恢复（循环5次后保持90%响应）。比色检测中，酸化使膜颜色由黄变橙，智能手机RGB分析显示R值变化与pH线性相关（R²=0.992）。DFT计算揭示甲氧基氧原子是质子结合位点，HOMO-LUMO能隙缩小导致荧光猝灭。

【Photothermal performance enhancement】
808nm激光照射下，酸化后COFs膜升温速率提升17.4%，归因于质子化引起的π-π*跃迁红移（UV-Vis吸收边从450nm移至520nm）。这种酸响应型光热转化特性为肿瘤微环境靶向治疗提供新可能。

该研究通过分子设计赋予COFs膜三重功能：1）可逆酸响应位点；2）智能手机兼容的视觉检测；3）环境触发的光热调控。其创新性体现在：首次报道甲氧基作为COFs质子敏感单元，开发出电纺-溶剂热联用膜制备新工艺，突破传统传感器单次使用的限制。研究成果不仅为环境水质监测提供便携解决方案，其酸响应光热特性更为智能医用材料开发开辟新途径。